Связка для изготовления абразивного инструмента

Связка для изготовления абразивного инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Соцмалнстическнх

ИЗОБРЕТЕНИЯ

„,865644

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.12.78 (21) 2697911/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—, (51) М. К1.3

В 24 D:1 06

Гооударотвеииый комитет, (53) УДК 621.922 ! ,079 (088.8) Опубликовано 23.09.81. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 28.09.81 ло делам изобретеиий и открытий

- ъ-.

Вор.ояцов:,Я. А. Шй() рин

;- 1 з.

Е. С. Богородский, Г. Л. Апарников, В.

В. В. Круглов, А. И. Рябин, H. С. Горячев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СВЯЗКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО

ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к области изготовления абразивного, правящего, бурового инструмента из алмаза и других сверхтвердых материалов, Известна связка для изготовления абразивного инструмента, содержащая титан, алюминий и окислы титана и меди, спекание которой осуществляется за счет экзотермической реакции между металлами и окислами с образованием спеченых окислов алюминия и титана, связанных интерметаллическими соединениями титана, меди и алю- 1О миния 11) .

Недостатком этой связки является сравнительно низкая твердость и прочность спеченного продукта и применение внешнего подвода тепла к спекаемому инструменту.

Цель изобретения — создание связки с большей твердостью и прочностью, надежно удерживающей зерна алмаза или другого сверхтвердого материала за счет экзотермического взаимодействия компонентов в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) .

Цель достигается тем, что в состав связки на основе титана дополнительно вводят металлоид из группы бор, углерод. Остальными конмпонентами связи являются метал.i из группы Ме = Ni, Cu, Со, Fe, Ми, дающий с титаном легкоплавкую эвтектику, и т гплавкое твердое соединение, смачиваю несся эвтектикой Ti — Ме и обладающее микрот:я1достью выше 1500 кг/мм и т. пл. выше 18 оп С, например диборид, карбид, нитрид тпт;.я..i, карбид вольфрама, бора и др., прп с.яеду|ощем содержании компонентов, вес. / ..

Металл, выбранный из группы Ni, Cu, Fe, Со, Мп 2 30

Тугоплавкое твердое соединение 20 70

Сумма металлоида с титаном, взятых в стехиометрическом соотношении 25 — 65

Избыточный титан Осталь я»

Металлоид входит в состав связи я личестве 5 — 20 вес. %.

Все компоненты связки берутся мелкодисперсных порошков с раз..чс;, я. тиц меньше 100 мкм.

Такой состав связки позволяет пр гн— дить экзотермическое спекание инстр мента в режиме СВС. При поджигания предвп865644

Формула изобретения

40

20 — 70

Составитель Н. Балашова

Редактор В. Иванова Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 7949 25 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рительно спрессованной связки с алмазными зернами более 0,1 мм в сжатой теплоизолирующей среде, например песке, начинается экзотермическая реакция между металлоидом и титаном с образованием боридов и карбидов титана, переходящая в режиме твердофазного горения. На фронте горения п роисходит расплавление металлов и связывание образовавшимся расплавом зерен сверхтвердых и твердых компонентов. После окончания горения образуется изделие, в котором крупные алмазные зерна окружены мелкими зернами карбидов или боридов титана и зернами твердой тугоплавкой добавки. Вся образовавшаяся матрица скрепляется застывшими интерметалидом титана и металла.

Тугоплавкая твердая инертная добавка применяется для снижения температуры фронта горения связки, так как в чистых смесях Ti с С и В температура горения превышает 3000 С, что гораздо выше температуры стабильности алмаза. Разбавление инертным компонентом снижает температуру горения до величины, которую выдерживают крупные алмазные зерна в течение нескольких секунд во время горения. Твердость применяемой добавки должна быть выше

1500 кг/мм, чтобы не ухудшать свойства связки после спекания. Количество металла выбирается из расчета связывания избыточного титана в наиболее легкоплавкую эвтектику с т. пл. ниже 1000 — 1100 С. Общее количество связки должно составлять от 3 до 30о/о, включая избыточный титан.

При использовании в составе связки выше 70о/p инертного разбавителя прекращается самораспространяющееся горение заготовки, а при концентрации ниже 20 /p температура горения такова, что алмаз полностью превращается в графит. Из этих же условий выбираются верхний и нижний пределы содержания металлоида (5 — 20о/p).

Пример 1. Из шихты состава, /p Ti 31;

В 12; Сц 8; TiN 49 с размером частиц меньше 40 мкм прессуется заготовка необходимой формы вместе с зернами алмаза, полученными дроблением поликристаллов АСПК.

Средний размер алмазных зерен около 1 мм.

Заготовку сжимают в песке до давления

11 — 1,5 г/см и поджигают. После выемки заготовки ее используют в качестве абразивного, правящего или бурового элемента.

Микротвердость связки составляет 2400 кг/

/мм, зерна алмаза полностью сохранены, механическое разрушение изделия происходит через зерна алмаза, а не по поверхности зерен. Прочность на сжатие — 270 кг/мм, на изгиб — 120 кг/мм 2.

Пример 2. В шихту состава, о/p Ti 32;

В 10; Ni 4; TiC 54 запрессовывают зерна кубического нитрида бора, полученные путем дробления поликристаллов марки ПТНВ-ИК1 размером 1 — 2 мм. Заготовку поджигают в песке при давлении 3 т/см2. Микротвердость полученной связки — 2600 кг/мм . Полученная связка хорошо удерживает зерна нитрида бора. Прочность связки на сжатие—

320 кг/мм, прочность на изгиб — 70 кг/мм

2 2

Предложенный состав связки обеспечивает значительно более высокую твердость (2400 кг/мм против 1000 кг/мм ) и прочность по сравнению с известным составом.

15 Микротвердость полученной связки также значительно выше других известных металлических и металлокерамических связок.

При правке абразивных кругов алмазными карандашами на предложенной связке не наблюдалось засаливания кругов.

Время изготовления одного изделия составляет около одной минуты. Внедрение предложенной связки может дать большой экономический эффект при изготовлении правящих карандашей, крупнозернистого аб25 разивного инструмента, при запекании сверхтвердых материалов в коронки буровых долот.

1. Связка для изготовления абразивного инструмента, содержащая титан, металл, выбранный из группы никеля, меди, железа. кобальта, марганца, и твердое тугоплавкое соединение, отличающаяся тем, что, с целью повышения твердости и прочности инструмента, она дополнительно содержит металлоид, выбранный из группы бора и углерода, при следующем соотношении компонентов, вес. %.

Металл, выбранный из группы никель, медь, железо, кобальт, марганец 2 — 30

Твердое тугоплавкое соединение

Сумма металлоида с титаном, взятых в стехиометрическом соотношении 25 — 65

Титан Остальное.

2. Связка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит металлоида 5 — 20 вес. о/p.

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 517476, кл. В 24 D 3/06, 1976.